有了3D打印的幫助，散熱器會設(shè)計(jì)成什么樣子呢？

來源：安世亞太

傳統(tǒng)的散熱器制造工藝主要有擠壓成型、鑄造和機(jī)械加工等方法，這些加工工藝限制了散熱器可實(shí)現(xiàn)的幾何形狀。金屬3D打印工藝的出現(xiàn)消除了許多設(shè)計(jì)制約，設(shè)計(jì)人員開始重新考慮更高熱效率的散熱器設(shè)計(jì)方法。

經(jīng)典的散熱器設(shè)計(jì)方法主要涉及的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：基板厚度、翅片數(shù)量、翅片厚度、翅片間距、翅片高度。然后優(yōu)化這些參數(shù)以滿足傳熱、重量和成本的約束。在很多時(shí)候，是制造工藝決定了這些參數(shù)，如果不再施加這些約束，那么散熱器會設(shè)計(jì)成什么樣子呢？

Robin Bornoff將他的研究成果在31st SEMI-THERM Symposium會議上進(jìn)行了分享。

在其核心方法是：
（1）確定最高表面溫度位置，這是散熱片幾何形狀可能演變的關(guān)鍵。
（2）在最高溫度點(diǎn)添加一小塊材料，增加散熱面積。
（3）分析散熱器的散熱性能，如果散熱性能隨著材料的增加而提高，則進(jìn)入下一步；如果散熱性能變差，則刪除添加的材料，并標(biāo)記該位置，接下來不會在這個(gè)位置添加材料。
（4）不斷重復(fù)過程（2）和（3），一直到任何幾何形狀的添加都會導(dǎo)致散熱器生長超出其設(shè)計(jì)界限，或者任何幾何形狀的添加都會導(dǎo)致熱性能下降時(shí)，該優(yōu)化過程就結(jié)束了。

圖1  優(yōu)化前的模型

圖2 最初5步的計(jì)算結(jié)果

（尋找最熱的位置）

圖3 三個(gè)中間過程的優(yōu)化結(jié)果

圖4 最終優(yōu)化結(jié)果

圖5 優(yōu)化前后的熱阻下降趨勢

圖6 經(jīng)過幾何光順后的散熱器結(jié)構(gòu)

圖7 與傳統(tǒng)散熱器效果比較